電磁兼容與信號(hào)質(zhì)量：硬件設(shè)計(jì)的雙重挑戰(zhàn)

電磁兼容(EMC)研究如何使各種電氣設(shè)備在有限資源條件下和諧工作而不降低性能。其設(shè)計(jì)目標(biāo)包括：

1、確保設(shè)備內(nèi)部電路互不干擾，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能

2、將設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾控制在規(guī)定范圍內(nèi)

3、提高設(shè)備對(duì)外界干擾的抵抗能力

電磁干擾需具備三個(gè)條件：干擾源、敏感裝置和耦合途徑。PCB的EMC設(shè)計(jì)正是圍繞這三個(gè)要素展開(kāi)，采取減弱干擾源、切斷耦合途徑和增強(qiáng)抗干擾能力的策略。

信號(hào)質(zhì)量概述

隨著電子設(shè)備頻率不斷提高，傳輸線效應(yīng)日益顯著，信號(hào)質(zhì)量問(wèn)題逐漸成為高速PCB設(shè)計(jì)的核心。信號(hào)質(zhì)量主要通過(guò)匹配和端接等技術(shù)手段，控制信號(hào)的反射、串?dāng)_和時(shí)延，確保信號(hào)傳輸過(guò)程中能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)原始波形。

電磁兼容與信號(hào)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)

這兩個(gè)領(lǐng)域緊密相連。在產(chǎn)品內(nèi)部考慮EMC本質(zhì)上就是確保功能實(shí)現(xiàn)，其分析方法與信號(hào)質(zhì)量控制高度相似。兩者都致力于減少反射、串?dāng)_和振鈴，控制信號(hào)輻射強(qiáng)度，降低對(duì)外界干擾的敏感度，確保各信號(hào)和單板正常工作。

電磁兼容與信號(hào)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)

盡管密切相關(guān)，兩者仍有明顯區(qū)別：

1、分析視角不同：

EMC從場(chǎng)的角度分析問(wèn)題，而信號(hào)質(zhì)量關(guān)注信號(hào)波形

2、分析域不同：

EMC主要在頻域考慮問(wèn)題，信號(hào)質(zhì)量則在時(shí)域分析

3、解決方案不同：

EMC工程師傾向于使用屏蔽、接地和濾波技術(shù)，而信號(hào)完整性工程師偏好匹配和端接方案

4、信號(hào)沿要求矛盾：

EMC希望減緩信號(hào)上升/下降沿以減少輻射，而在高頻應(yīng)用中，信號(hào)質(zhì)量考慮可能要求更陡的信號(hào)沿

差分線與EMC的關(guān)系

差分線設(shè)計(jì)本身就是優(yōu)秀的EMC設(shè)計(jì)實(shí)踐：

1、輻射干擾顯著降低(兩線電磁場(chǎng)相互抵消)

2、抗干擾能力增強(qiáng)(共模抑制)

3、地電位噪聲影響減小

為昕Mars PCB 差分線功能演示

后期我們還會(huì)介紹多種與EMC設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)踐…